晶圆激光切割与刀片切割工艺介绍85140
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芯圆切割(Wafer Dicing)本文介绍,IC封装(packaging)的后端工艺(back-end)之一:晶圆切片(wafer dicing)。
在过去三十年期间,切片(dicing)系统与刀片(blade)已经不断地改进以对付工艺的挑战和接纳不同类型基板的要求。
最新的、对生产率造成最大影响的设备进展包括:使两个切割(two cuts)同时进行的、将超程(overtravel)减到最小的双轴(dual-spindle)切片系统;自动心轴扭力监测和自动冷却剂流量调节能力。
重大的切片刀片进步包括一些刀片,它们用于很窄条和/或较高芯片尺寸的晶圆、以铜金属化的晶圆、非常薄的晶圆、和在切片之后要求表面抛光的元件用的晶圆。
许多今天要求高的应用都要求设备能力和刀片特性两方面都最优化的工艺,以尽可能最低的成本提供尽可能高的效率。
切片机制(The Dicing Mechanism)硅晶圆切片工艺是在“后端”装配工艺中的第一步。
该工艺将晶圆分成单个的芯片,用于随后的芯片接合(die bonding)、引线接合(wire bonding)和测试工序。
一个转动的研磨盘(刀片)完成切片(dicing)。
一根心轴以高速,30,000~60,000rpm (83~175m/sec的线性速度)转动刀片。
该刀片由嵌入电镀镍矩阵黏合剂中的研磨金刚石制成。
在芯片的分割期间,刀片碾碎基础材料(晶圆),同时去掉所产生的碎片。
材料的去掉沿着晶方(dice)的有源区域之间的专用切割线(迹道)发生的。
冷却剂(通常是去离子水)指到切割缝内,改善切割品质,和通过帮助去掉碎片而延长刀片寿命。
每条迹道(street)的宽度(切口)与刀片的厚度成比例。
关键工艺参数硅圆片切割应用的目的是将产量和合格率最大,同时资产拥有的成本最小。
可是,挑战是增加的产量经常减少合格率,反之亦然。
晶圆基板进给到切割刀片的速度决定产出。
随着进给速度增加,切割品质变得更加难以维持在可接受的工艺窗口内。
•晶圆划片工艺分析•来源:中国IC技术交易网晶圆划片工艺已经不再只是把一个硅晶圆划片成单独的芯片这样简单的操作。
随着更多的封装工艺在晶圆级完成,并且要进行必要的微型化,针对不同任务的要求,在分割工艺中需要对不同的操作参数进行调整。
例如,分割QFN封装需要具有可以切割柔性和脆性材料组成的复合基板的能力。
MEMS封装则常常具有微小和精细的结构&mdashmdash;梁、桥、铰链、转轴、膜和其他敏感形态&mdashmdash;这些都需要特别的操作技术和注意事项。
在切割硅晶圆厚度低于100?,或者像GaAs这样的脆性材料时,又增添了额外的挑战&mdashmdash;例如碎片、断裂和残渣的产生。
像晶圆划线和切割,这两种将晶圆分割成单独芯片工艺中最常见的技术,通常是分别采用金刚石锯和金刚石划线工具完成的。
2 激光技术的更新使激光划线和激光划片成为一种可行的选择,特别在蓝光LED封装和GaAs基板应用中。
图1.采用标准UV胶带的分割工艺流程图。
无论选择哪种分割工艺,所有的方法都需要首先将晶圆保护起来,之后进行切割,以保证进入芯片粘结工序之前的转运和存储过程芯片的完整性。
其他的可能方法包括基于胶带的系统、基于筛网的系统以及采用其他粘结剂的无胶带系统。
工艺标准的切割工艺中首先是将减薄的晶圆放置好,使其元件面朝下,放在固定于钢圈的释放胶带上。
这样的结构在切割过程中可以保证晶圆,并且将芯片和封装继续保持在对齐的位置,方便向后续工艺的转运。
工艺的局限来自于减薄晶圆的应用,在存储之后很难从胶带上取下晶圆,采用激光的话容易切到胶带,同时在切割过程中冷却水的冲击也会对芯片造成损伤。
基于胶带的分割图2.可处理200或300 mm晶圆的UV固化单元可以放置在桌子上,采用365 nm波长的激光每个小时可以处理50片晶圆。
采用基于胶带的系统时,需要重点考虑置放系统,以及所采用的条带类型是不是适合要切割的材料。
晶圆切割刀参数
晶圆切割刀是一种用于将晶圆切割成单个芯片的工具,其参数可能因不同的制造商和用途而有所差异。
以下是一些常见的晶圆切割刀参数:
1. 刀片材质:晶圆切割刀的刀片通常由硬质合金、钻石或其他耐磨材料制成,以确保其具有足够的硬度和耐磨性。
2. 刀刃形状:刀刃的形状可以是平直的、弯曲的或锯齿状的,具体取决于所需的切割效果和晶圆的材料。
3. 切割速度:切割速度是指刀片在切割晶圆时的移动速度,通常以每分钟多少毫米(mm/min)来表示。
4. 切割深度:切割深度是指刀片切入晶圆的深度,它影响到切割的质量和效率。
5. 刀片尺寸:刀片的尺寸包括长度、宽度和厚度,这些参数需要与晶圆的尺寸和切割要求相匹配。
6. 刀柄类型:刀柄用于固定刀片,常见的刀柄类型包括手动刀柄、自动刀柄和真空刀柄等。
7. 压力控制:一些晶圆切割刀具有压力控制功能,可以调整切割时施加在刀片上的压力,以实现更好的切割效果。
这些参数只是一些常见的示例,实际的晶圆切割刀参数可能因具体的应用和制造商而有所不同。
在选择和使用晶圆切割刀时,建议参考相关的产品规格和使用说明,以确保其满足你的需求。
晶圆激光切割与刀片切割工艺介绍
1.晶圆激光切割工艺
(1)调节激光器参数,包括激光功率、脉冲宽度和重复频率等。
(2)将激光束通过透镜聚焦到晶圆表面上,形成高能量密度的小区域。
(3)控制激光束在晶圆上移动,沿着待切割的线路进行切割。
(4)激光照射到晶圆上,局部区域熔化或气化,形成切割线。
(5)通过剥离或折断等方式将晶圆切割成小尺寸的芯片或器件。
2.刀片切割工艺
刀片切割是利用金刚石刀片或金属刀片沿切割线切割晶圆。
其主要原理是通过刀片与晶圆的接触,施加切割力以分割晶圆。
刀片切割的工艺流程如下:
(1)选择合适的刀片材料和形状,并通过润滑液使其表面光滑,以减少切割阻力。
(2)安装刀片至切割机中,对刀片进行调整和校对。
(3)将晶圆放置在切割机工作台上,并固定好。
(4)启动切割机,使刀片与晶圆接触并施加切割力。
(5)刀片沿待切割的线路切割晶圆,直至完全分割。
刀片切割的优点是设备成本相对较低、切割效果稳定,且切割线宽度可控。
然而,刀片切割的切割速度较慢,且对刀片磨损较大,需要经常更换。
综上所述,晶圆激光切割与刀片切割是常见的硅晶圆切割工艺。
晶圆激光切割适用于要求高精度和高速切割的应用,而刀片切割适用于设备成本较低以及切割线宽度要求可控的应用。
在具体应用中,需要根据切割要求、设备条件和经济成本等因素选择合适的切割工艺。
晶圆划片工艺简介划片工艺流程晶圆经过前道工序后芯片制备完成,还需要经过切割使晶圆上的芯片分离下来,最后进行封装。
不同厚度晶圆选择的晶圆切割工艺也不同:厚度100um以上的晶圆一般使用刀片切割;厚度不到100um的晶圆一般使用激光切割,激光切割可以减少剥落和裂纹的问题,但是在100um以上时,生产效率将大大降低;厚度不到30um的晶圆则使用等离子切割,等离子切割速度快,不会对晶圆表面造成损伤,从而提高良率,但是其工艺过程更为复杂;刀片切割(Blade dicing or blade sawing)刀片切割(锯切)过程中,保护膜的附着与摘除(图片来自网络)为了保护晶圆在切割过程中免受外部损伤,事先会在晶圆上贴敷胶膜,以便保证更安全的“切单”。
“背面减薄(Back Grinding)”过程中,胶膜会贴在晶圆的正面。
但与此相反,在“刀片”切割中,胶膜要贴在晶圆的背面。
而在共晶贴片(Die Bonding,把分离的芯片固定在PCB或定架上)过程中,贴会背面的这一胶膜会自动脱落。
切割时由于摩擦很大,所以要从各个方向连续喷洒DI水(去离子水)。
而且,叶轮要附有金刚石颗粒,这样才可以更好地切片。
此时,切口(刀片厚度:凹槽的宽度)必须均匀,不得超过划片槽的宽度。
很长一段时间,锯切一直是被最广泛使用的传统的切割方法,其最大的优点就是可以在短时间内切割大量的晶圆。
然而,如果切片的进给速度(Feeding Speed)大幅提高,小芯片边缘剥落的可能性就会变大。
因此,应将叶轮的旋转次数控制在每分钟30000次左右。
晶圆划片机晶圆切割时,经常遇到较窄迹道(street)宽度,要求将每一次切割放在迹道中心几微米范围内的能力。
这就要求使用具有高分度轴精度、高光学放大和先进对准运算的设备。
当用窄迹道切割晶圆时,应选择尽可能最薄的刀片。
可是,很薄的刀片(20µm)是非常脆弱的,更容易过早破裂和磨损。
结果,其寿命期望和工艺稳定性都比较厚的刀片差。
晶圆激光切割原理《晶圆激光切割原理:我的一次“探索之旅”》嘿,你知道晶圆激光切割原理不?我之前呀,可是对这个东西充满了好奇,就像小猫对毛线球一样。
话说有一次,我去一个电子厂参观。
一进去,那场面可真是让我大开眼界。
我看到那些小小的晶圆,就像一个个神秘的小圆盘躺在那里,等着被加工呢。
晶圆看起来就是那种很精致的薄片,在灯光下还会微微反光,感觉特别高大上。
这晶圆切割啊,就和咱们切东西有点像,但又高级多了。
你想啊,平时咱们切个蛋糕,用个刀就成了。
可这晶圆那么薄、那么精密,哪能用咱们平常的刀呀。
这时候,激光就闪亮登场啦。
激光这玩意儿可神奇了呢。
就像一个超级厉害的小工匠,但是这个小工匠的“工具”是一束光。
这束光能量可集中了,就像把所有的力量都汇聚到一个小点点上。
我在那看着的时候,就想象着激光像一个小小的、超级热的针尖,这针尖朝着晶圆就过去了。
当激光接触到晶圆的时候,就开始发挥它的威力了。
晶圆呢,就像是一块小豆腐,不过是超级硬、超级精密的“豆腐”。
激光打在上面,就把晶圆上需要切割的部分一点点给熔化或者气化掉了。
你看,是不是很神奇?我当时站在那,眼睛都不敢眨,就盯着看。
那激光的光线很亮,但是又不会刺眼到让你看不了。
它就那样稳稳地在晶圆上工作着,就像一个经验丰富的老师傅在精心雕琢一件艺术品。
我看到在切割过程中,晶圆旁边还有一些小装置,好像是用来控制温度和环境的。
毕竟这是个很精细的活儿,要是温度太高或者环境不好,那晶圆可能就会出问题啦。
就好比咱们做饭,火候和厨房的环境也很重要呢。
这些小装置就像是厨师的小助手,在旁边时刻注意着情况。
随着激光不断地移动,晶圆就被切割成一块一块的啦。
那些切割好的小部分,整整齐齐的,就像被精心裁剪过的小纸片。
我当时就在想,这小小的激光,居然有这么大的本事,能把这么精密的晶圆切割得这么好。
从那次参观之后,我就对晶圆激光切割原理有了更深的了解。
这就好像是打开了一扇神秘的大门,让我看到了一个很奇妙的世界。
最新晶圆切割站培训资料在半导体制造领域,晶圆切割是一道至关重要的工序。
它不仅决定着芯片的质量和性能,还直接影响着后续的封装和测试环节。
为了确保操作人员能够熟练掌握晶圆切割技术,提高生产效率和产品质量,我们特地编写了这份最新的晶圆切割站培训资料。
一、晶圆切割站概述晶圆切割站是专门用于将晶圆分割成单个芯片的设备。
它通常由切割刀具、承载平台、运动控制系统、冷却系统和吸尘系统等组成。
在切割过程中,刀具高速旋转,沿着预设的切割道将晶圆逐一切割成芯片。
二、晶圆切割的原理晶圆切割的原理主要是通过机械力将晶圆沿着特定的切割道进行分离。
切割刀具在高速旋转的同时,施加一定的压力于晶圆表面,使其产生断裂。
为了确保切割的精度和质量,需要精确控制刀具的转速、进刀速度、切割深度以及冷却和吸尘效果。
三、晶圆切割的工艺流程1、晶圆准备首先,需要对晶圆进行外观检查,确保表面无缺陷和污染。
然后,将晶圆固定在承载平台上,使其在切割过程中保持稳定。
2、切割参数设置根据晶圆的材质、厚度以及芯片的尺寸和布局,设置合适的切割刀具转速、进刀速度、切割深度等参数。
3、切割操作启动切割设备,刀具按照预设的切割道进行切割。
在切割过程中,要密切观察切割状态,如有异常应及时停机处理。
4、清洗和检测切割完成后,将芯片进行清洗,去除切割过程中产生的碎屑和污染物。
然后,通过检测设备对芯片进行外观检查和电性能测试,确保其质量符合要求。
四、晶圆切割站的设备组成及功能1、切割刀具切割刀具是晶圆切割站的核心部件,其质量和性能直接影响切割效果。
常见的切割刀具包括金刚石刀具和碳化硅刀具,它们具有高硬度、高强度和良好的耐磨性。
2、承载平台承载平台用于固定晶圆,保证其在切割过程中的位置精度和稳定性。
承载平台通常具有真空吸附功能,能够牢固地吸附晶圆。
3、运动控制系统运动控制系统负责控制刀具和承载平台的运动轨迹和速度,确保切割的精度和效率。
运动控制系统通常采用高精度的电机和驱动器,以及先进的控制算法。
半导体晶圆切割工艺
半导体晶圆切割工艺是把整个半导体晶圆分割成若干个芯片的
一项重要工艺。
它是半导体器件制造中的关键工序之一,直接影响到芯片的质量和工艺效率。
半导体晶圆切割工艺主要分为机械式和化学式两种。
机械式切割是通过用强力磨料切割盘切割晶圆,这种方法切割出来的芯片边缘通常有微小的缺口和磨损。
化学式切割是利用等离子体、电化学腐蚀、离子束蚀刻等方法进行切割,这种方法可以获得更加平整、光滑的芯片表面。
半导体晶圆切割工艺的关键技术包括选择合适的切割方式、切割盘的选择和加工、切割液的选用、切割速度和压力的控制等。
在实际生产中,还需要根据不同的半导体材料和设备要求进行调整和优化。
半导体晶圆切割工艺的发展对于半导体产业的发展有着重要的
意义。
随着半导体器件的不断更新和升级,对于芯片的质量和工艺效率要求也越来越高。
因此,半导体晶圆切割技术的不断改进和创新对于提高芯片的质量和工艺效率具有至关重要的意义。
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